JPH0810679B2

JPH0810679B2 - クリーニング方法

Info

Publication number: JPH0810679B2
Application number: JP26311393A
Authority: JP
Inventors: 舜平山崎
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 1993-09-28
Filing date: 1993-09-28
Publication date: 1996-01-31
Anticipated expiration: 2011-01-31
Also published as: JPH06204148A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、サイクロトロン共鳴空
間において、不活性気体および／または非生成物気体を
活性化させると共に、基板表面を清掃するクリーニング
方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】気相反応による薄膜形成技術として、高
周波または直流電界により反応性気体を活性化させるプ
ラズマCVD 法（グロ−放電CVD 法) が知られている。こ
の方法は、従来の熱CVD 法に比べ、低温での被膜形成が
可能である点で優れたものである。さらに、形成される
被膜がアモルファスシリコン半導体等においては、同時
に再結合中心中和用の水素またはハロゲン元素を含有さ
せることができるため、良好なPIN 、PN接合を作ること
ができる。しかし、かかるグロ−放電CVD 法において
は、被膜の形成速度がきわめて遅く、実用上その成長速
度を10倍ないし500 倍にすることが求められていた。近
年、成膜速度の早い薄膜形成方法として、サイクロトロ
ン共鳴を用いたCVD法が開発されるようになった。この
方法は、5000Åないし10μｍもの厚い膜厚を10Å／秒な
いし100 Å／秒と高速度で形成する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来例におけ
るサイクロトロン共鳴を用いたCVD 法は、反応室内で非
生成物気体をサイクロトロン共鳴させているため、反応
室の周囲にコイルを巻回して、磁界をかけていた。その
ため、反応室は、コイルを小型化すると共に所望の磁界
を得るために、膜を形成する基板の長さ方向に長い容器
となっていた。したがって、サイクロトロン共鳴によっ
て活性化された反応性気体は、膜を形成する基板表面に
対して平行に移動するため、前記基板表面の凹部におけ
る均一な膜厚の形成が不可能であった。

【０００４】また、反応室とサイクロトロン共鳴空間と
が分離されている場合がある。この場合には、活性化さ
れた生成物気体が導入管、サイクロトロン共鳴空間、あ
るいは反応室に付着するという問題を有した。たとえ
ば、上記サイクロトロン共鳴を用いたCVD 法は、サイク
ロトロン共鳴状態を形成する時、サイクロトロン共鳴原
子としてアルゴンを用い、マイクロ波の周波数を2.45GH
z とした場合、コイルによって875 ガウスの磁場が必要
である。上記磁場を得るための空心コイルは、反応室の
周囲を巻回するため大きくなる。上記均一な磁場を得る
コイルの大きさは、小型になりがちであり、これに伴っ
て反応室も小型であるため、励起された気体を大面積に
広げることができない。その結果として、３インチウエ
ハ上に膜を形成する場合においても、その平均的な膜厚
の均一性を維持することができない。そして、上記方法
により形成された膜は、所定の厚さ±10％を越えてしま
うという欠点を有する。さらに、基板表面に薄膜を形成
する場合、基板は、反応室内に入れる前の工程で、その
表面に付着している酸化物あるいは汚物を清掃してい
た。そのため、薄膜形成方法は、基板の清掃工程と、薄
膜形成工程とが全く異なっており、作業効率が悪かっ
た。

【０００５】本発明は、以上のような課題を解決するた
めのもので、基板表面に凹部を有しても、基板表面の凹
部内に均一な膜厚が容易に形成でき、サイクロトロン共
鳴空間に磁場をかけるための空心コイルを小さくできる
と共に、膜を形成する基板を大きくしても、膜厚を均一
にできるようにすることを目的とする。さらに、本発明
は、サイクロトロン共鳴空間において、不活性気体およ
び／または非生成物気体を活性化して、サイクロトロン
共鳴空間の内壁に生成物が付着しないようにすると共
に、反応室内に清掃気体を導入することで、基板表面を
清掃するクリーニング方法を提供することを目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明のクリーニング方法は、基板（１０）表面に
膜を形成する反応室（１）と、前記基板（１０）に対し
て、垂直方向が長くなるように反応室（１）から突出さ
れたサイクロトロン共鳴空間（２）とを備え、前記反応
室（１）においてサイクロトロン共鳴と電界とによって
得られるエネルギーを同時に用いることにより、膜を基
板の表面に形成する薄膜形成方法において、前記サイク
ロトロン共鳴空間（２）によって活性化された不活性気
体および／または非生成物気体を被膜形成領域に対して
垂直方向から直接供給する工程と、反応室（１）におい
て、上記活性化された不活性気体および／または非生成
物気体と膜形成領域に対して垂直方向から供給された基
板（１０）表面を清掃する気体とを混合した反応性気体
とする工程と、前記反応性気体と被膜が形成される基板
（１０）とを挟んだ一対の電極間に電界をかけてプラズ
マグロー放電状態として基板（１０）表面に膜を形成す
る工程とから構成される。

【０００７】

【作用】反応室には、たとえば水平方向に膜を形成
する基板が保持されている。また、サイクロトロン共鳴
空間は、基板の表面に対して、垂直方向に長くなるよう
に突出させると共に、反応室に連設されている。そし
て、前記サイクロトロン共鳴空間の周囲には、空心コイ
ルが巻回されている。反応室は、被膜を形成する基板を
挿入して排気された後、基板表面を清掃する気体が導入
される。基板表面が清掃された後、反応室は、清掃気体
を排気する。一方、サイクロトロン共鳴空間に導入され
た不活性気体および／または非生成物気体は、前記空心
コイルによって磁場が与えられると共に、マイクロ波の
供給によるサイクロトロン共鳴により活性化される。前
記活性化された不活性気体および／または非生成物気体
は、反応室に導入された後、生成物気体と混合する際
に、生成物気体にエネルギーを与える。すなわち、サイ
クロトロン共鳴による運動エネルギーは、生成物気体を
分解するためのエネルギーに換えられる。

【０００８】さらに、前記サイクロトロン共鳴空間によ
って活性化された不活性気体および／または非生成物気
体は、反応室において、生成物気体と混合して反応性気
体となる際に、当該生成物気体と被膜が形成される基板
とを挟んだ一対の電極間に電界が印加されて、プラズマ
グロー放電状態になる。したがって、反応室において、
膜形成面に対して垂直方向から導かれた生成物気体は、
サイクロトロン共鳴空間によって活性化された不活性気
体および／または非生成物気体と混合された状態で、プ
ラズマグロー放電によってさらに活性化される。以上の
ように、前記生成物気体は、膜を形成する基板に対して
垂直方向に供給されるため、きわめて効率よく、しかも
前記基板の凹部においても均一な膜を形成することがで
きる。すなわち、上記活性状態の気体または電子は、膜
の被形成面に導かれ、この被形成面上で揺動する際に、
一番安定した場所に付着する。そして、活性化された不
活性気体および／または非生成物気体は、サイクロトロ
ン共鳴空間の内壁に付着することなく、被膜形成基板の
直前で反応性気体にエネルギーを与える。したがって、
本発明のクリーニング方法は、成膜効率を向上させるこ
とができると共に、基板表面が清掃される。

【０００９】

【実施例】本発明を実施するための具体例を挙げて
説明する。たとえば、アモルファスシリコン半導体は、
直接励起型のグロ−放電プラズマCVD 法のみで形成せん
とする場合、１Å／秒の成長速度しか得られない。これ
に対して、本発明のサイクロトロン共鳴と電界によるプ
ラズマグロー放電を併用した成膜速度は、20Å／秒ない
し100 Å／秒に高めることができる。本実施例では、プ
ラズマグロ−放電を発生させるために13.56MHzの高周波
電源を用いた。しかし、直流グロ−放電であっても励起
した反応性気体の励起状態を持続できた。

【００１０】さらに、サイクロトロン共鳴は、不活性気
体および／または非生成物気体( 以下、本明細書におい
て、分解または反応をしてもそれ自体は気体しか生じな
い気体を「非生成物気体」と記載する。) を用いる。不
活性気体として、たとえばアルゴンが代表的なものであ
る。しかし、ヘリウム、ネオン、クリプトンを用いても
よい。非生成物気体として、酸化物気体の場合、酸素、
酸化窒素(N₂O、NO、NO₂)、酸化炭素(CO 、CO₂)、水(H
₂O) がある。また、窒化物気体として、窒素(N₂)、アン
モニア(NH₃) 、ヒドラジン(N₂H₄)、弗化炭素(NF₃、N
₂F₆) がある。または、これらにキャリアガスまたは水
素を混合した気体が代表的なものである。

【００１１】また、反応性気体としては、生成物気体(
以下、本明細書において、分解または反応をして固体を
生成する気体を単に「生成物気体」と記載する。) を用
いる。生成物気体として、珪化物気体の場合は、SinH
_2n+2(n≧1) 、SiFn(n≧2)、SiHnF_4-n (1 ≦n ≦4)があ
る。ゲルマニウム化物の場合は、GeH₄、GeF₄、GeHnF_4-n
(n ＝1 、2 、3)がある。アルミニウム化物の場合は、
Al(CH₃)₃、Al(C₂H₅)₃、lCl₃がある。ガリウム化物の場
合は、Ga(CH₃)₃、Ga(C₂H₅)₃、SnCl₄、Sn(CH₃)₄、InCl
₃、In(CH₃)₃、SbCl₃、(CH₃)₃がその代表的なものであ
る。さらに、生成物気体には、添加物として他の生成物
気体であるB₂H₆、BF₃ 、PH₃、AsH₃等のド−ピング用気
体を加えることも有効である。

【００１２】非生成物気体は、サイクロトロン共鳴をさ
せて活性化せしめ、この共鳴領域より外部の反応空間で
生成物気体と混合し、励起エネルギーを生成物気体に移
す。その結果、生成物気体は、きわめて大きい電磁エネ
ルギーを受けるため、活性化する。そして、生成物気体
は、不活性気体および／または非生成物気体の運動エネ
ルギーをもらい、自らが分解する際の活性化エネルギー
とする。この反応室におけるプラズマグロ−放電は、励
起または反応状態の生成物気体を反応室全体に広げる。
さらに、室温ないし500 ℃の温度で基板を加熱すること
により、この基板の被形成面上に被膜を形成させること
ができる。

【００１３】以下、実施例に従い本発明をさらに詳細に
説明する。 ( 実施例１)図１は本発明のサイクロトロン共鳴型プラ
ズマCVD 装置の概要を示す。図１において、サイクロト
ロン共鳴型CVD 装置は、反応室(1) 内部の気圧を下げる
排気系(11)と、基板 (10) に膜を形成する本体(12)と、
生成物気体あるいは非生成物気体をドーピングするドー
ピング系(13)、(13') とから構成されている。ステンレ
ス容器(1')の内部には、反応室(1) が構成されている。
このステンレス容器(1')からなる反応室(1) の上部に
は、蓋(1'') が設けられている。このステンレス容器
(1')からなる反応室(1) の内部において、その一方（た
とえば上部）には、基板(10)の膜形成面を下方に向け
て、水平面内に保持する基板ホルダー(10') が設けられ
ている。

【００１４】また、基板(10)の膜形成面と反対側で、蓋
(1'') の内側には、ハロゲンランプヒ−タ(7) と石英窓
(19)とが設けられている。前記基板(10)は、石英窓(19)
を通してハロゲンランプヒ−タ(7) からの赤外線が照射
されて加熱される。さらに、前記石英窓(19)と基板(10)
との間および反応室(1) の下部には、一対の網状電極(2
0)、(20') が設けられている。そして、これらの網状電
極(20)、(20') には、電源(6) より13.56MHzの高周波ま
たは直流電界が印加される。基板(10)は、図１に示すよ
うに、前記電界の印加方向に対して垂直に配置されてい
る。

【００１５】また、非生成物気体は、ド−ビング系(13)
より導入管(18)を経て石英管(29)で作られているサイク
ロトロン共鳴空間(2) に供給される。このサイクロトロ
ン共鳴空間(2) の外周には、空心コイル(5) 、(5')が巻
回されており、空心コイル(5) 、(5')に電流を流すこと
により、サイクロトロン共鳴空間(2) の内部に磁場が印
加される。同時にマイクロ波発振器(3) によって発振し
た、たとえば2.45GHzのマイクロ波は、アナライザ−(4)
を経てサイクロトロン共鳴空間(2) に供給される。こ
のサイクロトロン共鳴空間(2) において、サイクロトロ
ン共鳴を起こす非生成物気体をアルゴンとすると、その
質量、周波数により決められた磁場は、たとえば875 ガ
ウスであり、前記空心コイル(5) 、(5')を流れる電流に
よって印加される。

【００１６】上記アルゴンガスは、励起された磁場によ
りピンチングすると同時にサイクロトロン共鳴し、十分
励起された後、反応室(1) へ放出(21)される。前記反応
室(1) には、生成物気体(22)がド−ピング系(13') から
導入管(16)を経て複数のリング状ノズル(17)により放出
される。その結果、生成物気体(22)は、不活性気体およ
び／または非生成物気体の運動エネルギーを得て励起さ
れ、活性化する。そして、前記活性化された生成物気体
は、一対の網状電極(20)、(20') により生じた電界のプ
ラズマグロー放電状態により、さらに活性化される。そ
の結果、生成物気体は、サイクロトロン共鳴空間(2) か
ら膜形成面までの距離が離れていても( たとえば、5 cm
ないし20cm) 励起状態を持続させることができる。

【００１７】生成物気体の活性化をサイクロトロン共鳴
のみによって行なった場合には、基板 (10) とサイクロ
トロン共鳴空間(2) の端部との距離が１cmないし４cmと
短く、被膜の厚さの不均一性を誘発する。また、反応性
気体は、反応室(1) において、広げることができたの
で、反応室(1) 、サイクロトロン共鳴空間(2) の圧力を
1 torrないし10^-4torr、たとえば、0.03torrないし0.00
1 torrとした。この圧力は、排気系(11)のコントロ−ル
バルブ(14)によりタ−ボ分子ポンプを併用して真空ポン
プ(9) の排気量を調整して行った。さらに、本実施例に
おいて、サイクロトロン共鳴によって活性化された不活
性気体および／または非生成物気体は、反応室(1) で拡
散して十分広がるため、一方の電極(20)を網状にしてホ
モジナイザの効果を併用させる。この結果、網状電極(2
0)の穴より放出される活性化された不活性気体および／
または非生成物気体とノズル(17)からの生成物気体と
は、基板 (10) の表面に対応する広い面積にわたって混
合させることができるため、基板 (10) の表面に大面積
で均一性の優れた膜が形成される。

【００１８】もちろん、上記網状電極(20)を入れると、
この網状の部分への電子および活性気体の衝突は避けら
れず、結果として、当該網状電極(20)部分でのエネルギ
ーが消費されるため、成長速度の減少が見られる。その
ため、成膜の高い成長速度を得ようとする場合には、成
膜の均一性を犠牲にして、前記ホモジナイザ効果のな
い、大きい開口を有する網状電極(20)とすればよい。基
板(10)上に形成される膜に使用されなかった不要気体
は、周辺部の排気口(8) から排気系(11)により排気され
る。

【００１９】実験例１実験例１は、上記実施例１の装置を用い、アモルファス
シリコン半導体膜を形成させたものである。すなわち、
反応室(1) 内の圧力が0.003torr で、反応室(1) 内に
は、導入管(18)より非生成物気体としてアルゴンが50cc
／分で供給される。また、生成物気体としてモノシラン
が導入管(16)より20cc／分で供給される。サイクロトロ
ン共鳴空間(2) に供給するマイクロ波は、2.45GHz の周
波数を使用し、30W ないし500Wの出力、たとえば200Wで
調整した。石英管(29)の外周に巻回された空心コイル
(5) 、(5')は、サイクロトロン共鳴空間(2) 内の磁場が
875ガウスになるようにした。

【００２０】基板(10)は、ガラス基板上に透明導電膜が
形成されたものを用いた。上記ガラス基板の膜形成面上
には、非単結晶半導体、たとえばアモルファスシリコン
半導体膜が形成され、膜の形成に使用されなかった不要
気体が排気系(11)より排出される。この場合、基板(10)
上に形成されるアモルファスシリコン半導体膜は、基板
温度が250 ℃において、45Å／秒の速度で形成された。
この速度は、プラズマCVD 法のみで得られる1.5 Å／秒
に比べ30倍の速さである。たとえば、本実施例のような
薄膜形成方法を適用すると、テクスチャ−構造（凹凸構
造）からなる透明導電膜を用いた光電変換装置は、透明
導電膜に形成されている凹凸に沿って正確に形成され
る。

【００２１】また、このような凹部にアモルファスシリ
コン半導体膜を形成する場合、サイクロトロン共鳴によ
る気体または電子の活性化のみでは、きわめて困難であ
った。このアモルファスシリコン膜の電気特性として、
暗伝導度２×10^-10(Scm^-1)、光伝導度(AM1(100mW／c
m²)の条件下)7×10^-5(Scm^-1) を得ることができた。こ
の値は、これまで知られているプラズマCVD 法における
アモルファスシリコン半導体膜と同様の特性であり、PI
N 接合を有する光電変換装置に適用した際に、同様の高
い変換効率を得ることができた。さらに、プラズマCVD
法で、アモルファスシリコン半導体膜を１μｍ形成した
場合、基板の一部にかかるバイアス電極によって活性化
された気体又は電子が加速されて基板に叩き付けられ
る。そのため、形成される膜中には、0.1 μｍないし0.
01μｍの大きさのピンホ−ルが多数観察された。

【００２２】しかし、本発明のサイクロトロン共鳴型プ
ラズマCVD 装置では、このピンホ−ル数を約1 ／10に減
少( ×100 の暗視野にて平均１ケ／視野ないし３ケ／視
野）させることができた。生成物気体をモノシランの代
わりに、ジシランまたはモノシランと弗化シラン(Si
₂F₆) の混合気体とすると、さらに被膜成長速度は、向
上する。

【００２３】実験例２実験例２は、実験例１の装置を用いて窒化珪素膜を作製
した例である。すなわち、実験例２において、非生成物
気体であるアンモニアは、導入管(16)から導入する生成
物気体であるシランの５倍の量が導入管(18)から加えら
れた。また、アンモニアを導入管(18)より加える場合
は、このアンモニアを単独でサイクロトロン共鳴によっ
て励起された気体とする方法と、アンモニアと同時にア
ルゴンを導入管(18)から混合して導入し、サイクロトロ
ン共鳴によって励起された気体とする方法とがある。実
用上、アルゴンをサイクロトロン共鳴によって励起する
気体とする場合が適当である。後者の場合、アルゴン
は、サイクロトロン共鳴によって励起され、同じサイク
ロトロン共鳴空間(2) 中でアンモニアと衝突し、このア
ンモニアを十分に活性化させる。このため、シランまた
はジシランとアンモニア、または弗化珪素および窒素に
水素を混合させた気体を完全に活性化させることができ
る。

【００２４】さらに、導入管(16)より導入された生成物
気体には、モノシラン(SiH₄)、弗化珪素(Si₂F₆) 、また
はジシラン(Si₂H₆) がある。それらの量その他は、実施
例１と同様である。その結果、基板の膜形成面上には、
窒化珪素をそれぞれ12Å／秒、18Å／秒の成長速度で被
膜形成させることができた。上記条件で、プラズマCVD
法のみとした場合の成膜速度は、1.5 Å／秒しか得られ
ず、本実施例は、その10倍以上の成長速度を得た。基板
(10) にシリコン基板(N型 4×10¹⁵cm^-3) を用いた場
合、その界面凖位は、それぞれ８×10¹¹cm^-2、９×10¹¹
cm^-2、 8×10¹¹cm^-2を得た。この界面準位は、光CVD 法
のみの場合の1.5 ×10¹²cm^-1と比べると、1 ／3 に減少
している。サイクロトロン共鳴のみを用いて、アルゴン
を励起作製した時の界面準位である８×10¹¹cm^-1とほぼ
同じ値であった。界面凖位をより少なくするには、膜の
形成面上に予め光CVD 法で窒化珪素膜を50Åないし200
Å形成し、連続してサイクロトロン共鳴空間(2) にマイ
クロ波を加えて、サイクロトロン共鳴型プラズマCVD を
行う二段被膜形成方法としてもよい。

【００２５】実験例３この実験例3 は、酸化珪素膜の作製例である。実験例２
におけるアンモニアの代わりにー酸化二窒素を窒素で希
釈して用いた。反応室(1) の圧力を１×10^-3torrとし
て、基板が酸化される程度を押さえるために低くした。
生成物気体としては、モノシラン(SiH₄)、クロ−ルシラ
ン(SiH₂Cl₂) を用いた。酸化珪素膜の成膜速度は、40Å
／秒とすることができた。実験例３においても、基板
(10) の凹部に回り込む膜は、実験例２と同様に優れた
ものであった。

【００２６】実験例４実験例４は、窒化アルミニウム膜の形成例である。実験
例２と同様に、アンモニアと珪化物気体の代わりに、生
成物気体としてメチルアルミニウム(Al(CH₃)₃)は、導入
管(16)を経てリング状ノズル(17)より反応室(1) へ供給
される。また、アンモニアは、導入管(18)よりアルゴン
と共に、サイクロトロン共鳴空間(2) に供給される。上
記条件によって、基板 (10) 上に形成された膜は、4000
Åの膜厚を10分間で得ることができた。この場合、窒化
アルミニウム膜は、VLSIにおける最終パッシベイション
膜として高い熱伝導度を有するため、有効であった。ま
た、上記窒化アルミニウム膜の一般的な特性は、窒化珪
素と殆ど同じ特性を得ることができた。

【００２７】以上の説明より明らかなごとく、本実施例
における薄膜形成方法は、大面積の基板上に被膜を形成
するにあたり、膜形成面の損傷をきわめて少なくして任
意の厚さの膜作製を同じ反応室(1) を用いて成就させる
ことができた。また、本実施例は、プラズマグロー放電
に加えて、サイクロトロン共鳴を用いているため、大き
い膜成長速度を得ることができる。さらに、本実施例に
おいて、図１のノズル(17)より被膜形成の前工程として
NF₃、H₂、N₂O を導入し、半導体素子の表面をフォトク
リ−ニングまたはプラズマクリ−ニングを行った場合に
は、バッチ処理間の再現性が向上する。このフォトクリ
−ニングまたはプラズマクリ−ニングに関し、半導体の
表面を活性水素のみでなく、弗素または塩素によりクリ
−ニングして酸化物、汚物の除去を行ってもよい。

【００２８】本実施例の成膜方法は、半導体装置として
光電変換装置、発光素子、MIS-FET(電界効果半導体装
置) 、SL素子( ス−パ−ラティス素子) 、HEMT素子等を
作製する際に適用できる。さらに、本実施例は、その他
半導体レ−ザまたは光集積回路に対しても有効である。
本実施例において、基板としては、シリコン半導体、ガ
ラス基板、ステンレス基板とし、III −Ｖ化合物、たと
えばGaAs、GaAlAs、InP 、GaN 等を用いることができ
る。本実施例において、反応生成物は、実験例に示した
以外に、Al(CH₃)₃による金属Al、Si₂H₆とO₂とPH₃、P₂
H₆、PSG(リンガラス) 、BSG(ホウ素ガラス) であっても
よい。さらに、Ga(CH₃)₃とNH₃によるGaN 、Ga(CH₃)₃と
PH₃とによるGaP 、Al(CH₃)₃とPH₃とによるAlP の如き
半導体も同様にフォトCVD 法により作ることが可能であ
る。

【００２９】また、アモルファス半導体をSiのみならず
SiGe_1-x(0<X<1) 、SiO_2-x(0<X<2)、SixC_1-x(0<X<1)、S
i₃N_4- x (0<X<4)であってもよい。また、光電変換装置
用として多数のチャンバを互いに連結したマルチチャン
バ方式とし、その一部または全部にサイクロトロン共鳴
型プラズマCVD 法を用いることは有効である。たとえ
ば、Ｐ型半導体をSixC_1-xとし、光CVD 法またはプラズ
マCVD 法としＩ型半導体は、本実施例のサイクロトロン
共鳴型プラズマCVD 法、さらにＮ型も同様に本実施例を
用いると高速の被膜形成をＩ型半導体層および微結晶化
したＮ型半導体層で成就することができる。さらに、本
実施例である図１は、基板 (10) の下側に膜形成を行っ
た。しかし、上記図面を上下逆とし、基板 (10) を下側
とし、サイクトロン共鳴およびプラズマグロー放電を上
方向より下方向に発生させるようにしてもよい。

【００３０】

【発明の効果】本発明によれば、サイクロトロン共鳴空
間は、反応室に保持された膜を形成する基板に対して、
垂直方向が長くなるように反応室から突出されるため、
狭くすることができる。したがって、サイクロトロン共
鳴空間の周囲に巻回された空心コイルは、小型にするこ
とができると共に、反応室を大きくでき、大型の基板に
対して均一な膜が形成される。また、本発明によれば、
反応室に保持された膜を形成する基板に対して、垂直方
向からサイクロトロン共鳴空間によって励起した不活性
気体および／または非生成物気体および生成物気体が供
給されると共に、反応性気体と被膜が形成される基板と
を挟んだ一対の電極間にプラズマグロー放電を加えてい
るため、基板に形成されている凹部の内部にも均一に膜
が形成される。さらに、本発明によれば、活性化された
不活性気体および／または非生成物気体は、サイクロト
ロン共鳴空間の内壁に付着することなく、被膜形成基板
の直前で反応性気体にエネルギーを与えるため、成膜効
率を向上させることができた。さらに、本発明によれ
ば、基板の表面を清掃する工程を反応室内において行な
うことができるため、被膜形成効率を向上させることが
できると共に、基板表面が清掃される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のサイクロトロン共鳴型プラズマCVD 装
置の概要を示す。

【符号の説明】

１・・・反応室２・・・サイクロトロン共鳴空間３・・・マイクロ波発振器４・・・アナライザー５、５′・・・空心コイル７・・・ハロゲンランプヒータ８・・・排気口１０・・・基板１０′・・・基板ホルダー１１・・・排気系１２・・・本体１３、１３′・・・ドーピング系１６・・・導入管１７・・・ノズル１８・・・導入管１９・・・石英窓２０、２０′・・・網状電極２９・・・石英管

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板表面に膜を形成する反応室と、前記
基板に対して、垂直方向が長くなるように反応室から突
出されたサイクロトロン共鳴空間とを備え、前記反応室
においてサイクロトロン共鳴と電界とによって得られる
エネルギーを同時に用いることにより、膜を基板の表面
に形成する薄膜形成方法におけるクリーニング方法にお
いて、前記サイクロトロン共鳴空間によって活性化された不活
性気体および／または非生成物気体を被膜形成領域に対
して垂直方向から直接供給する工程と、反応室において、上記活性化された不活性気体および／
または非生成物気体と膜形成領域に対して垂直方向から
供給された基板表面を清掃する気体とを混合した反応性
気体とする工程と、前記反応性気体と被膜が形成される基板とを挟んだ一対
の電極間に電界をかけてプラズマグロー放電状態として
基板表面をクリーニングする工程と、を具備することを特徴としたクリーニング方法。